Browsing by Author "Rinken, Ago, juhendaja"

Now showing 1 - 9 of 9

[3H]WAY 100635 sidumine roti hipokampuse membraanidele
(2004) Parkel, Sven; Rinken, Ago, juhendaja
Biosensing system for the rapid multiplex detection of mastitis-causing pathogens in milk
(2018-04-13) Juronen, Delia; Rinken, Toonika, juhendaja; Rinken, Ago, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Mastiit on udarapõletik, mis enamasti tekib patogeensete mikroorganismide sattumisel läbi nisajuha udaraveerandisse, olles peamine lüpsilehmade nakkushaigus. Mastiidi poolt põhjustatud kahju kogu maailma 271 miljoni piimalehma kohta on hinnanguliselt 16-26 miljardit eurot aastas. Traditsiooniliste meetoditena mastiiti tekitavate bakterite identifitseerimiseks on tänapäeval kasutusel mikrobioloogilised analüüsid, mis võtavad aega 1-2 päeva ja laboratoorsetes tingimustes tehtavad patogeenide geenianalüüsid, mille tegemiseks kulub 6 tundi. Kuna ravi edukuse tagamiseks on selle täpsuse kõrval väga oluline ka selle võimalikult operatiivne alustamine, siis on vajalik välja töötada sellised analüüsimeetodid, mis võimaldavad patogeenide identifitseerimist oluliselt kiiremini kui praegu ning mida on võimalik kasutada farmides kohapeal. Tänasel päeval sellised meetodid puuduvad. Doktoritöö käigus töötati välja biosensorsüsteem ja mõõtemetoodika kolme peamise mastiiti tekitava patogeeni – Staphylococcus aureus’e Escherichia coli ja Streptococcus uberis’e määramiseks nii eraldi kui ühtlasi ka kõikide nimetatud patogeenide koos määramiseks. Biosensorsüsteemi konstrueerimisel uuriti selle tundlikkust, tööpiirkonda, selektiivsust ja sobivust rakendamiseks keerulistes maatriksites nagu piim. Biosensori selektiivsus kindla patogeeni määramiseks teiste bakterite olemasolul oli väga hea ning seda on võimalik kasutada mitme bakteri samaaegseks määramiseks. Väljapakutud biosensorsüsteemil põhinevat mõõtesüsteemi on võimalik kasutada loomade tervise automatiseeritud kontrolliks farmis kohapeal ja seeläbi kiiresti identifitseerida juba varajases staadiumis potentsiaalne haigus. Varajane haiguse avastamine aitab alustada koheselt kiiret ja sobivat ravi, parandades seeläbi looma heaolu ja piima kvaliteeti ning vähendada tootmiskulusid ja majanduslikku kahju.
BODIPY-TR-GTPγS-i rakendamine heterotrimeersete G-valkude uurimiseks
(Tartu Ülikool, 2015) Heinloo, Annika; Kopantšuk, Sergei, juhendaja; Rinken, Ago, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Development of assay systems for studying ligand binding to dopamine receptors
(2018-07-05) Allikalt, Anni; Rinken, Ago, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Polüsahhariidid, nukleiinhapped ja valgud on eluks vajalikud biopolümeerid. Inimese organismis on neist kõige enim valke, mis on ühtlasi ka kõige mitmekülgsemad biomolekulid, seda nii oma struktuuri kui ka funktsiooni poolest. Valgud vastutavad mitmete eluks vajalike funktsioonide läbiviimise eest. Näiteks ensüümvalgud kiirendavad organismis toimuvaid keemilisi reaktsioone. Lisaks on valgud olulised ainete transportijad, pakuvad mehaanilist tuge ja immuunkaitset ning osalevad närvisignaali ülekandes. Käesolevas töös keskenduti retseptorvalkude, täpsemalt G-valguga seotud retseptorite uurimisele. Need valgud paiknevad raku membraanis, kus need vahendavad närvisignaali ülekannet raku väliskeskkonnast raku sisemusse. Signaaliülekande toimumiseks peab retseptoriga seostuma teatud tüüpi keemiline ühend, mida nimetatakse ligandiks. Ligandi seostumine retseptorile põhjustab retseptori struktuuri muutumise, mis omakorda mõjutab raku sees olevaid signaalmolekule. Dopamiini retseptorid on G-valguga seotud retseptorite perekonda kuuluvad valgud, mis vahendavad inimese organismis mitmeid olulisi funktsioone. Häired dopamiinergilises signaaliülekandes võivad põhjustada mitmesuguseid haigusi, millest tuntuimad on skisofreenia ja Parkinsoni tõbi. Seetõttu on dopamiini retseptorid olulised ravimite sihtmärgid ning detailsed teadmised dopamiini retseptorite toimimise kohta on äärmiselt vajalikud. Antud töö käigus keskenduti katsesüsteemide arendamisele, eesmärgiga iseloomustada ligandide seostumist erinevatele dopamiini retseptoritele. Katseid viidi läbi nii natiivsete retseptoritega (koeproovid) kui ka erinevate rekombinantsete dopamiini retseptoritega, mille saamiseks kasutati erinevaid ekspressioonisüsteeme (imetajarakud, putukarakud, pungunud bakuloviirused). Retseptorite ja ligandide vaheliste interaktsioonide iseloomustamiseks rakendati mitmesuguseid, põhiliselt fluorestsentsil põhinevaid meetodeid.
Integrating image analysis and quantitative modeling for a holistic view of GPCR ligand binding dynamics
(2023-07-17) Laasfeld, Tõnis; Rinken, Ago, juhendaja; Parts, Leopold, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Oletatavasti on tulnud kõnekäänd “mõru pilli alla neelama” ravimite kõige tuntumast kõrvaltoimest, mõrust maitsest. Paljudel ravimitel on aga tõsisemad kõrvaltoimed ning tervele hulgale haigustele polegi ravi. Erinevad teadusharud panustavad ravimite väljatöötamisse ja olemasolevate edasiarendamisse. Ravimi ülesanne on muuta retseptorkontrollitud protsesse organismis, et tekiks raviv või sümptomeid leevendav efekt. Üks olulisemaid ravimite märklaudu on G-valk seotud retseptorid. Inimeses on ligi 800 erinevat G-valk seotud retseptorit, mis reguleerivad erinevaid funktsioone nagu nägemine ja südame toimimine. Senini ei ole suudetud retseptorsüsteemide kõiki eripärasid lahti muukida. Doktoritöös arendati välja spektroskoopial ja mikroskoopial põhinevad katsesüsteemid, et jälgida ravimimolekulide retseptoritele seostumist nii lipiidsetes nanoosakestes kui ka elusates rakkudes. Näiteks õnnestus täieliku sisepeegeldusmikroskoobiga jälgida üksikute fluorestseeruvate ravimimolekulide seostumist retseptorile nanoosakeste pinnal. Kuna meetodid toodavad sadade gigabaitide kaupa andmeid, loodi Tarkvara Aparecium, mis koos sügavõppemudelitega suudab sellest andmehulgast olulise info välja sõeluda. Katsesüsteemide abil loodi kineetilised mudeleid, mis suudavad dünaamiliselt kirjeldada ja ennustada ravimainete retseptorile seostumist. Näiteks leiti, et muskariinsed M2 atsetüülkoliini retseptorid paiknevad membraanides enamasti paarikaupa ning pärast ravimimolekuli kinnitumisel ühele retseptorile lukustab teine ravimimolekul esimese kinni. Selle teadmise abil saaks disainida pikema toimeajaga või hoopis uute omadustega ravimeid. Edaspidi võiks mudeleid ja meetodeid kasutades läbi sõeluda suure hulga molekule ja leida need, millel on need huvitavad omadused olemas.
Ligand binding, allosteric modulation and constitutive activity of melanocortin-4 receptors
(2020-07-14) Link, Reet; Kopanchuk, Sergei, juhendaja; Rinken, Ago, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Biokeemilised analüüsid on sageli suunatud valkudega seotud reaktsioonide uurimisele, kuna neil on elutähtis roll organismide biokeemiliste protsesside reguleerimisel. Membraanivalgud, mida nimetatakse retseptoriteks, reguleerivad füsioloogilisi ja ainevahetusprotsesse, toimides rakuväliste signaalide vahendajatena. Spetsiifilised keemilised signaalmolekulid, mida nimetatakse ligandideks, võivad signaali ülekande algatada retseptoritega seostumisel. Imetajate suurim retseptoriperekond, G-valguga seotud retseptorid (GPCR-id), vahendab rakuvälist signaali enamasti rakusiseste G-valkude kaudu, mis aktiveerivad edasisi signaaliülekande radasid. Melanokortiin-4 (MC4) retseptorid on peamiselt kesknärvisüsteemis leiduvad GPCR-id, mis reguleerivad kehas mitmeid olulisi funktsioone, sealhulgas energia homeostaasi, toitumist ja seksuaalseid funktsioone. Seetõttu pakuvad need retseptorid ravimiarendusfirmadele suurt huvi. MC4 retseptorite poolt vahendatav signaaliülekanne rakku on keeruline dünaamiline protsess, mille kõiki iseärasusi senini veel täpselt ei mõisteta. Käesoleva doktoritöö üldiseks eesmärgiks oli saada lisateavet MC4 retseptorite signaaliülekande kohta, täpsemalt nende ligandi seostumise, allosteerilise modulatsiooni ja konstitutiivse aktiivsuse kohta. Töö üldise eesmärgi saavutamiseks püstitati mitu konkreetset ülesannet, mille hulka kuulus fluorestsentsil põhinevate ligandi seostumise ja funktsionaalse meetodite arendus MC4 retseptoritele; uute fluorestsentsligandide väljatöötamine ja iseloomustamine MC4 retseptorite jaoks; ning metalliioonide mõju uurimine MC4 retseptorite signaaliülekandele. Ligandi seostumise ja MC4 retseptori aktivatsiooni uurimiseks kasutasime fluorestsentsanisotroopial (FA) põhinevat ligandi seostumise meetodit ja Försteri resonantsi energiaülekandel (FRET) põhinevaid biosensoreid. Saadud tulemuste alusel leiti, et suure afiinsusega ligandi seostumiseks MC4 retseptoritele on vaja Ca2+ ioonide juuresolekut millimolaarses kontsentratsioonis. Zn2+ ja Cu2+ ioonid toimisid aga kui negatiivsed allosteerilised modulaatorid, mis inhibeerivad ligandi seostumist MC4 retseptoritele mikromolaarsetes kontsentratsioonides. Samas Zn2+ suurendas MC4 retseptorite aktivatsiooni, kuid Cu2+ inhibeeris retseptorite aktivatsiooni isegi alla konstitutiivset ehk baastaset. Kuna need ioonid esinevad nii kudedes kui ka rakukultuuri kasvulahustes, siis nende mõju retseptorsüsteemidele tuleb hoolikalt jälgida.
Novel fluorescence-based methods for illuminating transmembrane signal transduction by G-protein coupled receptors
(2022-07-13) Tahk, Maris-Johanna; Rinken, Ago, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Informatsiooni vastuvõtmiseks ja edasikandmiseks on rakkudes valgud, mida kutsutakse retseptoriteks. Lähtudes nende struktuurist ja toimest on retseptorid jagatud kuude klassi, millest suurima moodustavad G-valk seotud retseptorid. Inimese genoomist on tuvastatud ligi 800 erinevat G-valk seotud retseptorit, mis reageerivad väga erinevatele signaalidele alustades valgusest kuni suurte valkudeni. Samuti on need retseptorid seotud paljude erinevate elutähtsate protsessidega, mistõttu vead retseptorite talitluses on seotud tõsiste haigustega, mistõttu ligi 35% kõikidest retseptiravimitest on sihitud G-valk seotud retseptoritele. Uute ravimikandidaatide leidmiseks on oluline teada, kas ja kuidas molekulid seostuvad retseptoritega. Algselt teostati katseid loomade, organite või kudedega, kus mõõdeti otsest füsioloogilist vastust lisatud ainele, näiteks konna jala kokkutõmbumist sõltuvalt soolalahuse kangusest. Selleks, et leida uusi ja paremaid ravimeid on vaja arendada uusi meetodeid, millega uurida retseptorite reaktsiooni erinevatele ravimianaloogidele. Käesoleva doktoritöö raames arendati välja mitu uut fluorestsentsmeetodit, millega saab uurida retseptoreid nii elusrakkude pinnal kui ka nanoosakestes. Need meetodid kasutavad uudseid, Regensburgi Ülikoolis sünteesitud, fluorestsentsmärgisega ained, mis seostuvad retseptoritega tugevamalt kui varasemad ained. Need võimaldavad määrata seostumist retseptoritele elusates rakkudes, kasutatades automatiseeritud mikroskoopiat ja tehisintellekti. Nii on võimalik uurida retseptorid inimkehale sarnasemas keskkonnas ning saada retseptorite kohta täpsemat informatsiooni. Lisaks tegime uue meetodi kasudades ka nanoosakestes olevaid retseptoreid, mille puhul aine sidumist saab mõõta tema pöörlemise kiiruse vähenemise järgi või siis, ülitundliku meetodi korral pildistades klaasi pinnale seotud nanoosakesi. Sellise lähenemine muudab uued meetodid varasematest oluliselt tundlikumateks, võimaldades välja töötada uusi ravimeid, mida saaks tarbida väga väikestes kogusdes. See vähendab omakorda kõrvaltoimete riski ning kahju keskkonnale nii ravimi tootmisel kui ka utiliseerimisel.
TIRF-mikroskoopial põhinev biosensor süsteem HLA-G määramiseks
(Tartu Ülikool, 2014-06-17) Tõnsau, Kairi; Rinken, Ago, juhendaja; Võsumaa, Taavi, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Molekulaar- ja rakubioloogia instituut
Viiruslaadsete osakeste puhastamine ja detekteerimine
(Tartu Ülikool, 2013) Runin, Maksim; Rinken, Ago, juhendaja; Pulges, Oliver, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Keemia instituut